基于验前信息可信度的鱼雷实航工作可靠度Bayes融合评估方法

邢国强, 闫 雪, 侯代文



基于验前信息可信度的鱼雷实航工作可靠度Bayes融合评估方法

邢国强, 闫 雪, 侯代文

(中国人民解放军91439部队, 辽宁 大连, 116041)

针对火箭助飞鱼雷作战效能中实航工作可靠度这一指标的考核, 存在着试验样本数少、风险高等缺陷, 不利于对该指标作出正确的评估。为此, 借鉴战术导弹鉴定试验技术, 使用验前信息进行指标融合评估, 但为防止大量的验前信息“淹没”现场试验信息的可能性, 提出了基于验前信息可信度的后验加权Bayes融合评估的鱼雷实航工作可靠度指标考核方法, 该方法能够较真实地评估出鱼雷实航工作可靠度指标。

火箭助飞鱼雷; 工作可靠度; Bayes融合评估; 验前信息; 实航试验

0 引言

火箭助飞鱼雷实航工作可靠度是考核作战效能最重要的指标之一, 针对该指标的考核, 存在着试验样本数少, 无法进行大量现场试验的缺点, 这不利于对该指标做出正确的评估。

如果采用传统的统计理论进行评估, 由于样本数太少, 容易造成双方风险差别太大, 一方风险颇高的实际问题。根据一些武器系统鉴定试验成功的范例, 使用验前信息, 如地面试验、已有分系统试验、仿真试验、陆湖试验、相似系统等试验数据均可作为验前信息的来源, 专家打分的“主观概率”及工程经验等都可考虑使用验前信息, 这样便能够大大减少现场试验次数[1], 节省试验成本, 缩短试验周期, 利用Bayes理论对小子样进行统计推断是目前比较好的一种评估方法。

而验前信息的采集和使用也必须引起关注[2-3]。相对于试验现场样本数来说, 验前信息中的试验样本数一般较大, 这样存在着验前样本数的信息“淹没”现场试验子样的可能性, 导致针对实航工作可靠度指标评估出现较大的偏差, 不利于充分考核和评价鱼雷性能。同时, 如果补充的验前信息不可信的话, 则会影响对指标的正确评估。

针对鱼雷实航工作可靠度指标的考核, 本文提出了基于验前信息可信度的Bayes融合评估方法。

1 验前信息可信度分析

在利用Bayes理论处理大量验前信息时, 一般都会对验前信息子样和现场试验信息子样进行相容性检测, 只有通过相容性检测才可以使用验前信息。

但是, 验前信息和现场试验信息即使通过了相容性检验, 也不一定就能完全反映出来自同一个总体[4-5]。因此, 在使用验前信息时, 要避免评定结果过分依赖于验前信息, 也就是避免不太可信的验前信息影响现场试验的评定结果, 要对验前信息可信度进行度量。

在检验水平1下数据相容, 利用Bayes公式, 可得可信度

式(1)进一步表示为

2 基于无信息先验的可信度Bayes估计

所以

式中

3 基于验前信息可信度的鱼雷实航工作可靠度Bayes评估方法

3.1 R的计算

对于实航工作可靠度服从二项分布的产品, 利用Bayes方法在对成败型产品的二项分布可靠性进行评估时, 常用共轭先验的形势验前分布, 其参数即的共轭先验分布为Beta分布。

则验前分布表示为

式中:,为验前分布的超参数,表示等效试验成功数,表示等效试验失败数,表示等效试验次数。

设现场试验次数为, 成功次数为, 由Bayes理论可知, 其后验分布仍是Beta分布, 则验后分布为

式中:1;1。

3.2 Bayes评估方法

对于未知时参数的Bayes估计, 获得现场试验样本后, 由式(6)和式(7)可得

由式(7)~式(10)可得

3.3 Bayes估计方法

3.4 Bayes融合估计

应用平方损失函数, 则的Bayes估计为

由式(4), 式(14), 式(15)和式(16)可得, 在考虑验前信息可信度的Bayes估计为

4 实例分析

已知成败型产品获得的验前信息试验次数为100次, 失败5次, 正式试验时试验次数为25次, 失败1次, 试考察可信度对估计结果的影响。

当不考虑可信度时, 根据式(15), 经典Bayes评估的可靠度估计值为=0.952 0。

5 结束语

本文采用了基于验前信息可信度的鱼雷实航工作可靠度Bayes融合评估方法, 推出了算法和评估精度, 一是充分考虑到可信度在验前信息评估系统中所起的作用, 二是可降低不可信验前信息对现场试验信息的影响, 本算法能够更真实评估出鱼雷实航工作可靠度指标。

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A Bayesian Fusion and Evaluation Method for Operational Reliability of Torpedo in Sea Trial Based on Credibility of Prior Information

XING Guo-qiang, YAN Xue, HOU Dai-wen

(91439thunit, The People′s Liberation Army of China, Dalian 116041, China)

Operational reliability is one of the important indexes for evaluating operational effectiveness of a rocket- assisted torpedo. However, the evaluation of operational reliability has the disadvantages of small test sample and high risk. To overcome the disadvantages, we introduce the evaluation test technology for tactical missile into fusing and evaluating the index with prior information, and present a posterior-weighted Bayesian fusion and evaluation method for torpedo′s operational reliability in sea trial based on the credibility of the prior information to prevent the test information to be possibly inundated with much prior information. Example analysis shows that our method can accurately evaluate the operational reliability of torpedo in sea trial.

rocket-assisted torpedo; operational reliability; Bayesian fusion and evaluation; prior information; sea trial

TJ630.6

A

1673-1948(2012)02-0139-04

2011-10-01;

2011-11-02.

邢国强(1970-), 男, 工程师, 主要研究领域为鱼雷总体技术等.

(责任编辑: 陈 曦)